Tetragonal verzerrtes Gitter bei Martensit

Hallo,

ich habe eine Frage zur Martensitbildung. Wenn man Austenit normalerweise zu Ferrit abkühlt, bildet sich ein kubischraumzentriertes Gitter. Wenn dies aber besonders schnell geschieht, ergibt sich ein tetragonal verzerrtes Gitter.

Nun meine Frage: Wie bildet sich denn normalerweise aus dem flächengitter ein raumgitter? Wie schafft es der Kohlenstoff, das Gitter zu verzerren. Ich habe dazu auch ein Bild gefunden:
http://www.physik.uni-augsburg.de/~ferdi/skript/teil…

…es aber nicht verstanden, weil für mich nicht ersichtlich ist, was Fe und was C sein soll…

Danke schon mal!
LG,
TObias

Gitterverschiebung im Austenit
Hi,

so ganz versteh ich nicht, was du meinst:

Wenn man Austenit normalerweise zu Ferrit abkühlt, bildet sich ein kubischraumzentriertes Gitter.

Richtig. Bei Abkühlung unter ca 900 °C (die genauen Zahlen weiß ich grad nicht) geht das kubisch-flächenzentrierte Austenitgitter in das das Alpha-Ferritgitter (kubisch-raumzentriert) über. Bei Erhitzung über ca 1300 °C geht der Austenit allerdings wieder in den ebenfalls kubisch-raumzentrierten Delta-Ferrit über.

Wie schafft es der Kohlenstoff, das Gitter zu verzerren.

Ob das mit der erheblich höheren Kohlenstofflöslichkeit im Austenit zusammenhängt, weiß ich nicht. Ich denke eher, es hat mit der Energiebilanz der Gitterschwingungen zu tun, die umgekehrt die C-Dotierung im Austenit ermöglicht. Zahlreiche andere Dotierungen (Mangan, Kobald, Stickstoff, Nickel usw) spielen ja auch eine Rolle.

Wenn dies aber besonders schnell geschieht, ergibt sich ein tetragonal verzerrtes Gitter.

Ja, und dieses Gitter heißt dann Martensit. Das bildet sich durch eine Umklappung des kubisch-flächenzentrierten ein tetragonales (raumzentriertes) Gitter.

Nun meine Frage: Wie bildet sich denn normalerweise aus dem flächengitter ein raumgitter?

Die Frage versteh ich nicht ganz: Du meinst vielleicht ein flächenzentriertes in ein raumzentriertes Gitter? Denn räumliche Gitter sind sie doch beide!

Und meinst du jetzt das vom Austenit in den Ferrit oder das vom Austenit in den tetragonalen Martensit? Denn von Letzterem handelt deine Graphik:

http://www.physik.uni-augsburg.de/~fe

…es aber nicht verstanden, weil für mich nicht ersichtlich ist, was Fe und was C sein soll…

Da ist gar kein C drin abgebildet. Du siehst oben zwei nebeneinander liegende kubisch-flächenzentrierte Gitterzellen des Austenit. Die Punkte sind z.B. Eisen („Austenit“ bezieht sich auf die allgemeine Struktur, die auch durch andere Atome als Eisen gebildet werden kann). Wenn du darin in der oberen und unteren Ebene jeweils das Quadrat Flächenzentrum-Ecke-Flächenzentrum-Ecke nachzeichnest (wie in der Mitte der Abbildung), dann hast du ein tetragonales Gitter. Darin ist dann das Flächenzentrum (der mittleren Ebene) des ursprünglichen Gitters ein Raumzentrum des neuen. Das ist dann eine Martensit-Gitterzelle.

Du siehst, daß darin gar keine Verschiebung nötig ist. Im Realen Kristall wirkt es sich aber im „Duktus“ aus, wenn im ursprünglichen Austenit bestimmte Bindungen instabil werden und sich daher die Atomabstände geringfügig (um Bruchteile des Atomdurchmessers in diesem Fall) verändern. Dann bekommt das andere Gitter - und daher bestimmte Gitter-Ebenen im realen Kristall - das Übergewicht.

Gruß

Metapher

Nun meine Frage: Wie bildet sich denn normalerweise aus dem
flächengitter ein raumgitter?

ab einer bestimmten temperatur schnippt das gitter einfach um. vielleicht entstehen da irgendwelche spannungen im molekül, das weiß ich nicht.

Wie schafft es der Kohlenstoff,
das Gitter zu verzerren.

der kohlenstoff wirkt eben fördernd bzw. hemmend auf die umwandlung, weil er einfach dazwischen liegt und stört oder aber nicht.

hier mal ein anderes bild
http://www.aimt-group.com/files/312struktur.gif

hier noch ein anderer…
http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.fag…

das tetragonale gitter, was beim härten enstehet, ist einfach das gitter, was durch die rasche abkühlung die für das kristall einfachste möglichkeit ist, eine form zu finden. der kohlenstoff wird im gitter gelöst und macht den kristall sehr hart.